Techniklexikon

Sonnenfinsternis

Astronomie und Astrophysik, astronomisches Ereignis, bei dem sich der Neumond in der Nähe eines Mondknotens (Knoten) befindet und die Sonne daher für kurze Zeit verdeckt. Da die Bedingungen Neumond und Knotennähe im allgemeinen nicht gleichzeitig erfüllt sind, sind Sonnenfinsternisse seltene Erscheinungen. Für einen bestimmten Beobachtungsort auf der Erde tritt eine totale Sonnenfinsternis nur alle 360 Jahre einmal auf, für die Erde als ganzes finden in einem Jahr zwischen zwei und fünf Sonnenfinsternisse statt. Je nach Lage des Beobachtungsortes auf der Erde im Vergleich zum Kernschatten des Mondes unterscheidet man totale, ringförmig-totale und partielle Sonnenfinsternisse (siehe Abb. 1). Da Sonne und Mond in etwa gleiche scheinbare Durchmesser haben, reicht die Spitze des Kernschattenkegels gerade bis zur Erde (siehe Abb. 2). Dieses nur etwa 300 km breite Gebiet auf der Erde, in dem die Sonne total verfinstert erscheint, ist die Totalitätszone. Wegen der Mondbewegung und der Erdrotation läuft der Kernschattenkegel mit einer Geschwindigkeit von im Mittel 35 km / min über die Erde. Die Totalität in der Mitte der Totalitätszone dauert daher maximal 7,6 min. An die Totalitätszone schliesst sich beiderseits das mehrere 1 000 km breite Gebiet an, das vom Halbschatten getroffen wird. Je weiter man von der Totalitätszone entfernt ist, um so weniger verdeckt der Mond die Sonnenscheibe. Während einer totalen Sonnenfinsternis kommt es kurz vor der Totalität zu weiteren bemerkenswerten Naturschauspielen: Der Himmel wird merklich dunkler und nimmt eine grünliche Tönung an. Im Westen kann man den näherkommenden Kernschatten beobachten, der sich als dunkles Gebilde nähert. In der Totalitätszone tritt während einer Sonnenfinsternis ein Temperaturabfall ein. Kurz vor der Totalität machen sich die sog. fliegenden Schatten bemerkbar, schnell sich hin und her bewegende Licht- und Schatteneffekte. Sie werden durch Turbulenzelemente in der Erdatmosphäre verursacht, in denen der Brechungsindex vom Mittel abweicht. Unterschiedliche Teile des nur noch sehr schmalen Sonnenstrahlenbündels werden durch sie in unregelmässiger Weise abgelenkt, was zu einem schnell veränderlichen Helligkeitsmuster führt. Die letzten Sonnenstrahlen, die gerade noch durch die Unebenheiten des Mondrandes zur Erde gelangen, erzeugen nun die Bailyschen Perlen (Perlschnurphänomen). Nach dem Verschwinden der letzten Baily-Perle wird die rosafarbene Chromosphäre der Sonne für ein paar Sekunden sichtbar (Flash-Spektrum). Hat der Mond auch diese bedeckt, so erscheint die eindrucksvolle Korona der Sonne, deren Form das Magnetfeld der Sonne widerspiegelt. Unter Umständen lassen sich am Sonnenrand auch Protuberanzen erkennen. Der erste wieder durch ein Mondtal dringende Sonnenstrahl beendet die totale Phase der Sonnenfinsternis und erzeugt den berühmten Diamantring-Effekt (Photoserie der letzten totalen Sonnenfinsternis in Deutschland am 11. August 1999 siehe Abb. 3).

Noch heute ist die Beobachtung einer totalen Sonnenfinsternis für die Astronomie ein wichtiges Ereignis: Es lassen sich z.B. die schwächeren Lichterscheinungen der Sonnenchromosphäre und der Korona beobachten, die normalerweise durch das intensive Streulicht der nicht abgedeckten Sonnenphotosphäre überstrahlt werden. Ausserdem können Unterschiede in den berechneten und tatsächlichen Kontaktzeiten Hinweise auf einen veränderten Sonnendurchmesser oder Störungen in der Mondbahn oder der Erdrotation geben. Am 29.5.1919 wurde bei einer totalen Sonnenfinsterniss A. Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie bestätigt, die eine Lichtablenkung im Schwerefeld der Sonne voraussagte.

Sonnenfinsternis 1: Bei jeder Sonnenfinsternis sind die Abstände der beteiligten Himmelskörper zueinander unterschiedlich (S: Sonne, M: Mond). a) zentrale Sonnenfinsternis: Der Beobachter auf der Erde (B) befindet sich in der Achse des Kernschattenkegels K; b) totale zentrale Sonnenfinsternis: B befindet sich innerhalb von K; c) ringförmige zentrale Sonnenfinsternis: B befindet sich ausserhalb von K; d) partielle Sonnenfinsternis: B befindet sich ausserhalb der Achse.

Sonnenfinsternis 2: Geometrische Verhältnisse bei einer Sonnenfinsternis.

Sonnenfinsternis 3: Photoserie der totalen Sonnenfinsternis vom 11.8.1999, aufgenommen in Karlsruhe. Deutlich zu erkennen sind die Bailyschen Perlen kurz vor Beginn der Totalität, die Korona nach dem Verschwinden der letzten Perle und einzelne Protuberanzen und der Diamantring-Effekt, wenn der erste Sonnenstrahl durch ein Mondtal dringt. (Quelle: Jan Dietz, JFD-Studios, 76297 Stutensee-Blankenloch)